936
Затоплені рисові поля втрачають значну частину внесеного азоту через вимивання, випаровування аміаку та газоподібні викиди. Дослідники перевірили, чи можна частково розв’язати проблему, перетворивши рисову солому на біовугілля і повернувши її в той самий аграрний цикл разом із хімічним добривом.
Польовий дослід проводили в постійному затопленому тропічному рисовому полі.
Порівнювали чотири варіанти: контроль без добрив, мінеральне добриво, необроблену рисову солому разом із добриво та біовугілля з рисової соломи разом із добриво.
Що порівнювали на затопленому полі
Команда вимірювала основні шляхи втрат азоту, агрономічну ефективність використання азоту та потенціал глобального потепління, пов’язаний із газоподібними формами азоту.
При одному мінеральне добриво загальні втрати становили приблизно 43% внесеного N.
При додаванні звичайної рисову солому вони знизилися до 38%. Найкращий результат дала комбінація біовугілля + добриво — близько 33%.
Порівняно з одним добриво біовугілля значно зменшував NH4+-N вимивання, аміаку випаровування аміаку та викиди N₂O.
Чим біовугілля відрізнявся від звичайної соломи
Автори пов’язують це з вищою катіонообмінною здатністю ґрунту та кращим утриманням мінерального азоту.
Звичайна рисову солому поводилася інакше: вона зменшувала аміаку та викиди N₂O, але водночас значно збільшувала NH4+-N вимивання.
Обидва варіанти з органічним матеріалом знижували пов’язаний з азотом потенціал глобального потепління порівняно з одним хімічним добривом.
Саме біовугілля + добриво дали найвищі урожайність зерна та агрономічну ефективність використання азоту. Автори розглядають такий підхід як спосіб одночасно утилізувати аграрні відходи, краще втримувати добриво та зменшувати частину екологічних втрат у затоплених рисових системах.
Біовугілля отримували з тієї самої рисову солому, яка інакше могла б залишитися рослинним відходом. Під час піролізу частина структури стає більш стабільною й пористою, що змінює її поведінку в ґрунті.
Вища катіонообмінну здатність допомагає утримувати амоній у ґрунтовому комплексі й зменшує його вимивання у воду.
Звичайна солома розкладається швидше й сама впливає на мікробіологічні процеси, тому її ефект на азотний баланс відрізнявся від ефекту біовугілля.
Підвищення агрономічну ефективність використання азоту означало, що рослини формували більше врожаю на одиницю внесеного азоту, а не просто накопичували більше N у ґрунті.
Джерело: Scientific Reports / Nature
